[发明专利]一种大发射电流空心阴极

说明书

本发明提供了一种大发射电流空心阴极，包括储备式发射体、阴极管、多孔塞、加热器、多层保温热屏筒、陶瓷、触持极、安装法兰及进气管；储备式发射体为圆柱体，沿周向均匀分布有轴向通孔；阴极管与带边沿进气管固连形成杯形件；储备式发射体固连在杯形件内壁，同时储备式发射体底面与进气管通过多孔塞连通；阴极管外圆周设置加热器，并通过加热器外围的多层保温热屏筒保温；触持极与安装法兰通过陶瓷绝缘连接，形成杯形件、加热器、多层保温热屏筒的安装空间，杯形件的进气管穿过安装法兰与外界连通，杯形件杯口与触持极相对，触持极顶部的触持极孔与轴向通孔同轴，引出电子电流。本发明提高了发射能力，实现百安级大发射电流。

技术领域

本发明涉及电推进系统技术领域，具体涉及一种大发射电流空心阴极。

背景技术

大发射电流空心阴极是大功率、超大功率空间电推进系统的核心，受现有技术条件下电子发射物质直流发射能力限制，依靠现有单放电通道空心阴极技术，难以把空心阴极电子发射能力提升至100A量级。钡钨发射体需用钨海绵体浸渍钡盐以存储发射物质，现有工艺技术条件下，大尺寸钨海绵体孔洞均匀性和一致性难以保证，无法满足百安级大发射电流空心阴极研制需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大发射电流空心阴极，提高了发射能力，实现百安级大发射电流。

本发明采取的技术方案如下：

一种大发射电流空心阴极，所述空心阴极包括储备式发射体、阴极管、多孔塞、加热器、多层保温热屏筒、陶瓷、触持极、安装法兰及进气管；

所述储备式发射体为圆柱体，沿周向均匀分布有轴向通孔；所述阴极管与带边沿进气管固连形成杯形件；所述储备式发射体固连在杯形件内壁，同时所述储备式发射体底面与进气管通过多孔塞连通；阴极管外圆周设置加热器，并通过加热器外围的多层保温热屏筒保温；所述触持极与安装法兰通过陶瓷绝缘连接，形成杯形件、加热器、多层保温热屏筒的安装空间，杯形件的进气管穿过安装法兰与外界连通，杯形件杯口与触持极相对，所述触持极顶部的触持极孔与轴向通孔同轴，引出电子电流。

进一步地，所述加热器包括加热丝、环形骨架、陶瓷外套、加热引线及陶瓷管；

所述加热丝缠绕在环形骨架上，加热引线穿过多层保温热屏筒与加热丝一端连接，同时加热引线与多层保温热屏筒接触部分通过陶瓷管绝缘；环形骨架外圆周设置陶瓷外套。

进一步地，所述多层保温热屏筒包括热屏顶板、热屏筒、周向热屏及底部热屏；

所述热屏顶板为圆环状，固定在热屏筒开放端，周向热屏设置在热屏筒内部，与热屏筒间隔一定距离；底部热屏设置在热屏筒封闭端，与热屏筒底面间隔一定距离。

进一步地，所述储备式发射体包括阴极顶板、发射体筒、发射物质、钨海绵体及发射体底板；

阴极顶板和发射体底板固定在发射体筒的两端，圆筒状钨海绵体沿周向均匀分布在发射体筒内，钨海绵体内表面为电子发射表面，钨海绵体与发射体筒之间容纳发射物质；所述阴极顶板上加工有节流孔，发射体底板上加工有进气孔，所述节流孔和进气孔与钨海绵体同轴。

有益效果：

1、本发明利用沿周向均匀设置轴向通孔的储备式发射体增加发射面的面积，提高发射能力，结合加热器、多层保温热屏筒的加热和保温功能实现百安级大发射电流，不引入其他复杂工艺，具有较强的可实现性。

2、本发明储备式发射体采用周向均匀分布的多个钨海绵体构成电子发射表面，不需要加工大尺寸钨海绵体；而发射体内部腔室储备较多发射物质，随着钨海绵体内部及表面的发射物质的消耗，储备的发射物质能够通过扩散过程及时补充至钨海绵体表面，维持电子发射表面的发射物质覆盖度，是保证大发射电流空心阴极工作寿命的基础。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；